CN103137361B - 金属按键的成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种金属按键的成型方法，包括下述步骤。首先，提供一壳体金属材料。接着，对壳体金属材料冲压而形成一按键壳体，其中按键壳体具有一薄壳体、一容置部以及多个第一外圆角。而后，提供一金属填充坯料于容置部。之后，通过锻造压力令金属填充坯料受压填充于按键壳体的容置部，而形成一实心金属按键。

Description

金属按键的成型方法

技术领域

本发明涉及一种金属按键的成型方法，特别是涉及一种先冲压再锻造的金属按键的成型方法。

背景技术

电子产品例如移动电话(Cell Phone)、个人数字助理器(Personal DigitalAssistant，PDA)等通常会设有按键，以输入使用者对于该装置的指示。目前市面上的按键主要可分为金属光泽的金属按键及一般较为常见塑胶按键。

以金属按键来说，现今的制作通常以单一金属注塑成型(Metal InjectionMolding，MIM)、单一冲压或单一锻造等方法形成。

(1)以金属注塑成型形成金属按键，其制作工艺及所需的设备复杂，增加制作工艺成本。再者，以金属注塑成型形成的金属按键有缩小率的问题。一般而言，缩小率可能大于20％为不可忽略的尺寸差异。并且，以金属注塑成型形成的金属按键，其表面有孔洞产生，即便在镜面研磨抛光后仍难以处理。

(2)以锻造形成金属按键，其需在高温下形成。例如，以金属按键的材质为不锈钢为例，其锻造所需之加热温度高达800℃～1000℃。在此高温下成形的金属按键，由于制作工艺的过程中材质已发生流动，是以成型后的产品的表面品质不佳，降低良率。或者，还需另外对表面进行加工处理，以增加表面的美观。再者，能符合此高温的锻造模具，成本高且损耗快。

(3)以冲压形成金属按键，虽然表面品质较锻造及金属注塑成型所形成的金属按键优良，但由于金属回弹率大的关系，金属按键的转折处，无法做到均匀的转折角，且转折角的大小受到局限，而无法使成品更细致，甚至在现今尺寸微缩的产业进展中，无法得到所需的精确度。具体而言，现今冲压形成的金属按键的转折角难以做到小于0.3R的均匀成形角。

因此，产业上亟需一种形成金属按键的方法，其可解决上述的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种金属按键的成型方法，其以冲压再锻造的方法形成金属按键，因而可同时具备冲压及锻造的优点且可同时排除二者的缺失。

为达上述目的，本发明提供一种金属按键的成型方法，包括下述步骤。首先，提供一壳体金属材料。接着，提供一冲压成型模具，且冲压成型模具具有一特定造型的冲压模穴与冲压模仁。接续，放置壳体金属材料于冲压模穴中并进行冲压制作工艺，令壳体金属材料形成一按键壳体，其中按键壳体具有一薄壳体、一容置部与多个第一外圆角。之后，提供一锻造成型模具，且锻造成型模具具有一特定造型的锻造模穴与锻造模仁。而后，提供一金属填充坯料于按键壳体的容置部。然后，放置金属填充胚料与按键壳体于锻造模穴中并进行锻造制作工艺，通过锻造压力令金属填充坯料受压填充于按键壳体的容置部，而形成一实心金属按键，且实心金属按键具有多个第二外圆角。

基于上述，本发明提出一种金属按键的成型方法，其以先冲压再锻造的方法结合两材料。如此一来，相比较于现有，本发明可降低制作工艺成本、增加尺寸精密度、图案精细度以及改善表面粗糙度等使表面更美观。

附图说明

图1-图3为本发明第一实施例的金属按键的成型方法的剖面示意图；

图4-图5为本发明第二实施例的金属按键的成型方法的剖面示意图；

图6-图7为本发明第三实施例的金属按键的成型方法的剖面示意图；

图8为本发明第四实施例的金属按键的成型方法的剖面示意图。

主要元件符号说明

110：按键壳体

110’：壳体金属材料

112：容置部

114：薄壳体

120、220a、220b、220c、220d：金属填充坯料

120a、120c：第一金属填充坯料

120b、120d：第二金属填充坯料

130、130a、130b、130c：实心金属按键

134、134a、134b：薄壳体

C1：第一弯折角

C2：第二弯折角

d1、d2、d3、d4：弯折角

P、P1、P2：压力

S1：表面

S2：外表面

T：图案

具体实施方式

图1-图3绘示本发明第一实施例的金属按键的成型方法的剖面示意图。如图1所示，先提供一壳体金属材料110’。壳体金属材料110’的材质例如为不锈钢金属或钛合金等。当然，也可为锌、铜等一般适于作为外壳之用的材质，其具有所需的硬度及美观的金属光泽。

接着，提供一冲压成型模具(如需图示还请帮忙提供)。此冲压成型模具具有一特定造型的冲压模穴与冲压模仁。放置壳体金属材料110’于冲压模穴中。进行冲压制作工艺，对壳体金属材料110’冲压而形成一按键壳体110。在较佳的实施态样下，可在壳体金属材料110’的一表面S1贴上一层保护膜，以保护按键壳体110的一外表面S2。

详细而言，按键壳体110具有一薄壳体114以及一容置部112。在本实施例中，壳体金属材料110’的形状可例如为一金属板片等的可塑性板材，以经由一次冲压而形成按键壳体110，但本发明不以此为限。此外，壳体金属材料110’也可经由一机械加工器具来冲压形成不同的形状。例如，本实施例形成了一按键壳体110，但在其他实施例中也可经由冲压而一次形成多个按键壳体110，或者其他形状的按键壳体110。本发明所绘示的按键壳体110仅作为清楚揭示本发明之用，但非用于限制本发明。

之后，可选择性地图案化薄壳体114，以于按键壳体110上形成一通孔T。通孔T例如为商标、指示说明等，显示于薄壳体114的外表面S2，以供使用者辨识。图案化薄壳体114的方法可例如为进行一激光钻孔制作工艺，以利于按键壳体110上形成一通孔，但本发明不以此为限。在一实施例中，通孔T可例如排列成一图案。

提供一锻造成型模具(如需图示还请帮忙提供)。此锻造成型模具具有一特定造型的锻造模穴与锻造模仁。如图2所示，提供一金属填充坯料120于按键壳体110的容置部112中。金属填充坯料120的材质包含铝合金或塑胶等延展性。接着，放置金属填充胚料120与按键壳体110于锻造模穴中并进行锻造制作工艺。如图3所示，进行锻造制作工艺，施加压力P于金属填充坯料120，令金属填充坯料120受压填充于按键壳体110的容置部112，而形成一实心金属按键130。金属填充坯料120的材质较佳为适于作为金属填充坯料的软质材料。在一较佳的实施例中，壳体金属材料110’的硬度大于金属填充坯料120的硬度。如此一来，锻造后的金属填充坯料120可因变形而与薄壳体114适度贴合，但不至于使按键壳体110变形过度，以致于无法达到所需的实心金属按键130的结构。

本发明的精神：在冲压后所形成的按键壳体110为欲形成的成品的初步雏形，但冲压后的按键壳体110在各细节及尺寸上无法达到所需的精密度需求，因此本发明再锻造按键壳体110，而形成实心金属按键130。例如，按键壳体110可经由锻造而形成局部厚度不一，造型更复杂的精细图案。例如，包含一平面的按键壳体110可经由锻造而形成整体或局部具有弧面造型的实心金属按键130。一般在制作工艺上可对于壳体金属材料110’做全面或局部冲压，一次或多次冲压，视实际需要而定。例如，可先对壳体金属材料110’做一次性地全面冲压以得到按键壳体110，然后再通过施加压力于金属填充坯料120上，以间接对按键壳体110的需要较高精密度的部位进行一次或多次的局部锻造，以达到具有所需精确度的实心金属按键130。如此，可降低生产成本并增加实心金属按键130的结构品质。

具体而言，如图1-图2所示的按键壳体110具有至少多个第一外圆角C1，而如图3所示的实心金属按键130则具有多个第二外圆角C2，其中第二外圆角C2为第一外圆角C1经由锻造按键壳体110后而得。在本实施例中，第一外圆角C1的半径在经由锻造后即可缩小；换言之，第一外圆角C1的半径大于第二外圆角C2的半径。在现今制作工艺技术下，第一外圆角C1的半径大于0.5毫米(mm)，而第二外圆角C2的半径可小于0.3毫米(mm)。

更进一步而言，按键壳体110冲压制作工艺较佳在常温下进行。锻造按键壳体110较佳为在常温下进行。如此，可降低模具成本。并且，由于按键壳体110是以固态形成为实心金属按键130，是以按键壳体110的材质不会在锻造过程中因熔融而流动，进而可防止所形成的实心金属按键130的表面品质因材料流动而劣化。以此方法所形成的实心金属按键130的表面可达到更佳的金属光泽度，甚至可做到实心金属按键130表面的镜面效果，而增加实心金属按键130的美观。

此外，按键壳体110与金属填充坯料120也可视结合强度的实际需求，增大压力P，或者可选择性在金属填充坯料120与按键壳体110之间涂上一层粘着剂(未绘示)，俾使金属填充坯料120与按键壳体110结合更坚固紧密。

再者，在形成实心金属按键130之后，可再表面处理(未绘示)实心金属按键130的壳体134(其由按键壳体110的薄壳体114锻造后而得)。例如，进行一抛光制作工艺俾使壳体134更光滑美观，或者进行一物理气相沉积制作工艺，形成一保护层(未绘示)于薄壳体134上以保护薄壳体134，增加其耐磨性。另外，可在形成实心金属按键130之后，再图案化薄壳体134，以直接于实心金属按键130上形成通孔T。通孔T例如为商标、指示说明等，显示于薄壳体134的外表面，以供使用者辨识。图案化薄壳体134的方法可例如为进行一激光钻孔制作工艺，但本发明不以此为限。

承上，本发明以先冲压再锻造的方法形成实心金属按键130：(1)相比较于现有的锻造成形的方法，由于改以冲压形成初步雏形而可降低制作工艺成本，以及以常温冲压及锻造防止壳体金属材料110’在制作工艺过程中因熔融而流动，而可增加表面的美观性并增加制作工艺良率；(2)相比较于现有的冲压成形的方法，可通过再锻造而增加尺寸的精确度，例如两表面之间弯折角的弯曲弧度；(3)相较于现有的金属注塑成形的方法，本发明不会有缩小率过大及表面产生孔洞的问题。总结而言，本发明以先冲压成按键壳体110，再通过施加压力于金属填充坯料120上，以间接锻造形成实心金属按键130的方法，可增加实心金属按键130的尺寸精确度及图案精细度、改善实心金属按键130的表面粗糙度等表面品质，而达到增加实心金属按键130的美观性以及降低制作工艺成本的功效。

再者，本发明也可应用于具有多个金属填充坯料的实心金属按键成型的方法中。以下提出两个实施例以更清楚揭示本发明，但本发明的应用范围不限于此。

图4-图5绘示本发明第二实施例的金属按键的成型方法的剖面示意图。如图4所示，冲压后的按键壳体110具有容置部112及薄壳体114。提供第一金属填充坯料120a及第二金属填充坯料120b等的多个金属填充坯料于容置部112中。第二金属填充坯料120b于进行锻造制作工艺时得放置于按键壳体110的容置部112。如图所示，第一金属填充坯料120a及第二金属填充坯料120b可例如为水平并排置于容置部112中。因此，如图5所示，在利用一机械加工器具来施加压力P1于第一金属填充坯料120a及第二金属填充坯料120b锻造按键壳体110后，可形成一实心金属按键130a。此时的第一金属填充坯料120a及第二金属填充坯料120b并排且紧密地贴合一薄壳体134a。

图6-图7绘示本发明第三实施例的金属按键的成型方法的剖面示意图。如图6所示，冲压后的按键壳体110具有容置部112及薄壳体114。提供第一金属填充坯料120c及第二金属填充坯料120d等的多个金属填充坯料于容置部112中。如图所示，第一金属填充坯料120c位于第二金属填充坯料120d与薄壳体114之间。因此，如图7所示，在利用一机械加工器具来施加压力P2于第一金属填充坯料120c及第二金属填充坯料120d锻造按键壳体110后，可形成一实心金属按键130b。此时的第一金属填充坯料120c及第二金属填充坯料120d堆叠且紧密地贴合一薄壳体134b。在一实施例中，选择第一金属填充坯料120c为一绝缘材料而第二金属填充坯料120d为一导电材料，则可使第二金属填充坯料120d与薄壳体134b局部电性绝缘。

在另一实施例中，第二金属填充坯料120b、120d在进行锻造制作工艺时也得放置于薄壳体114与锻造模穴之间，根据实际需求而定。

另外，图8绘示本发明第四实施例的金属按键的成型方法的剖面示意图。如图8所示，本实施例的金属填充坯料220a、220b、220c及220d分别位于冲压后的按键壳体(未绘示)的四弯折角(未绘示)处。如此，可局部锻造按键壳体(未绘示)的四弯折角(未绘示)。例如，使锻造后的实心金属按键130c具有弯曲弧度小于0.3R的四弯折角d1、d2、d3及d4。当然，本实施例为将至少一金属填充坯料位于按键壳体的局部位置的实施例，其绘示的形状仅供示意而本发明非局限于此。

综上所述，本发明提供一种金属按键的成型方法，其以先冲压再锻造的方式结合多个材料。如此一来，相比较于现有的仅以冲压、锻造或金属注塑成形的方法，本发明可降低制作工艺成本、增加尺寸精密度、增进图案精密度以及改善表面粗糙度等使表面更美观。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种金属按键的成型方法，包括：

提供一壳体金属材料；

提供一冲压成型模具，且该冲压成型模具具有一特定造型的冲压模穴与冲压模仁；

放置该壳体金属材料于该冲压模穴中并进行冲压制作工艺，令该壳体金属材料形成一按键壳体，其中该按键壳体具有一薄壳体、一容置部与多个第一外圆角；

提供一锻造成型模具，且该锻造成型模具具有一特定造型的锻造模穴与锻造模仁；

提供一金属填充坯料于该按键壳体的容置部；以及

放置该金属填充胚料与按键壳体于该锻造模穴中并进行锻造制作工艺，通过锻造压力令该金属填充坯料受压填充于该按键壳体的容置部，而形成一实心金属按键，且将该实心金属按键进一步锻造为具有多个第二外圆角。

2.如权利要求1所述的金属按键的成型方法，其中该壳体金属材料的硬度大于该金属填充坯料的硬度。

3.如权利要求2所述的金属按键的成型方法，其中该壳体金属材料的材质包含不锈钢金属或钛合金。

4.如权利要求1或3所述的金属按键的成型方法，其中该金属填充坯料的材质包含铝合金。

5.如权利要求1所述的金属按键的成型方法，其中该壳体金属材料包含一金属板片。

6.如权利要求1所述的金属按键的成型方法，其中该第一外圆角的半径大于该第二外圆角的半径。

7.如权利要求6所述的金属按键的成型方法，其中该第一外圆角的半径大于0.5毫米，而该第二外圆角的半径小于0.3毫米。

8.如权利要求第1所述的金属按键的成型方法，其中该按键壳体冲压制作工艺在常温下进行。

9.如权利要求1所述的金属按键的成型方法，其中该锻造制作工艺在常温下进行。

10.如权利要求1项所述的金属按键的成型方法，其中该锻造制作工艺得进行多次。

11.如权利要求1所述的金属按键的成型方法，其中该金属填充坯料得包含多个金属材质的填充坯料。

12.如权利要求1或11项所述的金属按键的成型方法，其中该金属填充坯料包含一第一金属填充坯料以及一第二金属填充坯料。

13.如权利要求12所述的金属按键的成型方法，其中该第二金属填充坯料于进行锻造制作工艺时得放置于该按键壳体的容置部。

14.如权利要求12所述的金属按键的成型方法，其中该第二金属填充坯料于进行锻造制作工艺时得放置于该薄壳体与该锻造模穴之间。

15.如权利要求1所述的金属按键的成型方法，还包含：

进行一激光钻孔制作工艺，以利于该按键壳体上形成一通孔。

16.如权利要求15所述的金属按键的成型方法，其中该通孔得排列成一图案。

17.如权利要求1或15所述的金属按键的成型方法，还包含：

进行一表面处理制作工艺。

18.如权利要求17所述的金属按键的成型方法，其中表面处理该实心金属按键的方法包含进行一抛光制作工艺或一物理气相沉积制作工艺。